نیروی لیفت یا نیروی برآ | هوافضای جوان

نیروی لیفت یا نیروی برآ

همه ی ما آدم ها، وقتی به دنیا می یایم، خیلی کنجکاو هستیم و با دقت به همه چی نگاه می کنیم و تا جایی که امکانش هست می خوایم دنیای اطرافمون رو بهتر بشناسیم. همه ی بچه ها تو یه سنی انقدر سوال می پرسن که بزرگترهاشون رو کلافه می کنن! ولی وقتی کم کم بزرگ می شیم دیگه شگفتی های دنیای اطرافمون رو نمی بینیم و بهشون عادت می کنیم و سوال کردن هم یادمون می ره. اما یه مهندس باید خودش رو تربیت کنه برای اینکه خیلی خوب به اطرافش نگاه کنه و در مورد علت همه چیز (حتی چیزهای به ظاهر بی اهمیت)سوال بپرسه. یه مهندس هوافضا به طور ویژه باید سعی کنه مسائل مربوط به پرواز و چرایی هرچیزی که به پرواز ختم می شه رو دنبال کنه. یکی از ابتدایی ترین سوال هایی که برای  کسی که می خواد مهندس هوافضا بشه پیش می یاد، اینه که اصلا چی می شه که یه هواپیما قدرت پرواز پیدا می کنه؟ همه می دونیم که برای جدا شدن از سطح زمین، باید نیروی رو به بالایی تولید بشه که به نیروی جاذبه غلبه کنه. و این نیرو باید حداقل مساوی وزن هواپیما باشه. حالا  تو ذهنتون هواپیمای ۷۴۷ با بیشترین جرم برخاست حدودا۳,۳۳۳,۹۰  کیلوگرم رو تصور کنید! واقعا نیرویی که بتونه ۷۴۷ رو از زمین بلند کنه، از کجا می یاد؟ شاید فک کنید که موتور هواپیما! اما من از همین حالا بهتون می گم که موتور هواپیما مثل موتور اتومبیل یه نیروی تقریبا افقی تولید می کنه. (البته بعدا می فهمیم که موتور هواپیما در تامین این نیرو نقش غیر مستقیم داره.)

1

از اونجایی که ابزار پرنده ها واسه پرواز باله، بهتره از بررسی بال هواپیماها شروع کنیم و بعد با کنار هم قرار دادن قوانین علم فیزیک به چرایی پرواز هواپیماها پی ببریم.

شکل زیر  رو ببینید. تو شکل یه صفحه به بال هواپیما عمود شده و اونو قطع کرده. مهندسای هوافضا به وجه اشتراک بین بال هواپیما و صفحه ی عمودی(مقطع بال) می گن ایرفویل. وظیفه ی اصلی ایرفویل هدایت جریان هوا و تولید نیروی رو به بالاست. به این نیروی رو به بالا لیفت یا برآ می گن.

2

 

 

برای بررسی بهتر، چند نمونه ایرفویل رو می تونید تو شکل پایین ببینید.

3

 

سطوح ایرفویل طوری طراحی می شه که سرعت جریان روی سطح بالایی بیشتر از سرعت جریان روی سطح پایینی باشه. این جمله جمله ی مهمیه. پس یه بار دیگه اونو با خط درشت تر می نویسم:

” سرعت جریان روی سطح بالایی ایرفویل بیشتر از سرعت جریان روی سطح پایینی است “

طبق توضیحاتی که در مورد معادله ی برنولی داده شد، و با توجه به فرمولی که به دست آوردیم متوجه می شیم که سرعت با فشار رابطه ی عکس داره، یعنی:

” هر جا سرعت بیشتر باشد، فشار کمتر است و بالعکس”

با کنار هم قرار دادن دو جمله ای که پررنگ تر نوشته شدن می فهمیم که فشار در پایین ایرفویل( یا در واقع پایین بال) بیشتر از فشار در بالای ایرفویله. پس یه نیروی رو به بالا به ایرفویل( و در واقع هواپیما) وارد می شه که همون نیروی لیفته. (شکل پایین)

4

 

حالا برای اینکه به صورت عملی هم این اختلاف فشار رو درک کنید یه کاغذ باطله رو جلوی دهنتون بگیرید و با شدت روش فوت کنید، می بینید که به خاطر همون دلایلی که گفته شد، کاغذ به سمت بالا حرکت می کنه.

نقش موتور در تولید نیروی برآ

حالا می تونیم بفهمیم که نقش غیرمستقیم  موتور هواپیما در تولید لیفت چیه. موتور با تولید نیروی رو به جلو هواپیما رو در راستای افقی حرکت می ده و باعث می شه که هوا نسبت به هواپیما سرعت داشته باشه(در واقع هوا ساکنه ولی مثلِ وقتی که ما تو ماشین نشستیم و داریم می ریم جلو اما به نظر می رسه که درختا دارن می رن عقب هوا هم نسبت  به هواپیما حرکت می کنه) و روی ایرفویل هدایت بشه و تولید لیفت کنه. برای همینه که هرچی هواپیما سنگین تر باشه به موتور قوی تری نیاز داریم تا به اون شتاب بده و به سرعتی برسونه که ایرفویل بتونه لیفت لازم رو تولید کنه.


15 دیدگاه در ”نیروی لیفت یا نیروی برآ

  • ۲۳ تیر ۱۳۹۴ در ۶:۴۳ ب.ظ
    پیوند یکتا

    آبجی من با نوشته طویل کلم نمیکشه, برا ما کم حوصلها دو تا فیلم و عکس بذار که بیشتر بره مغزم…
    دستت طلا

    پاسخ
    • ۲۷ تیر ۱۳۹۴ در ۱۱:۲۱ ق.ظ
      پیوند یکتا

      تو متن های آینده سعی میکنیم عکس و فیلم رو بیشتر کنیم و البته بخش های مختلف سایت برای استفاده های مختلف ساخته شده و این طرح درس ها برای آموزش کسانی طراحی شده که میخوان چیزی طراحی کنند و بسازند و به همین دلیل نمیتونیم خلاصش کنیم و البته اگه قصد دارید هوافضا رو خلاصه تر یاد بگیرید می تونید به بخش چند رسانه ای سایت مراجعه کنید که اونجا هم بخشی از عکس ها و فیلم هامون به توضیح موضوعات هوافضایی به صورت خلاصه تر میپردازند.

      پاسخ
    • ۲ آذر ۱۳۹۴ در ۳:۲۰ ب.ظ
      پیوند یکتا

      خواهش می کنم:)ممنون از شما.

      پاسخ
  • ۱۷ آذر ۱۳۹۴ در ۸:۴۸ ب.ظ
    پیوند یکتا

    ممنون از توضیحتون
    کاملا واضح بود .منتها نقش اهرم کنترل هواپیما که باید برای تیک اف به عقب بره چیه؟
    با عقب کشیدن اهرم در وضعیت بال تغییر بوجود میاد؟
    باتشکر

    پاسخ
    • ۱۸ آذر ۱۳۹۴ در ۸:۰۶ ق.ظ
      پیوند یکتا

      خواهش می کنم:)
      در زمان تیک آف، هواپیما هم به نیروی برآی بیشتری نیاز داره و هم باید روی چرخ های عقبی بچرخه تا دماغه اش بالا بیاد. برای مورد اول، روی بال ها اجزایی به نام فلپ نصب شده که کنترلشون به دستِ خلبانه و خلبان در زمان تیک آف از فلپ ها استفاده می کنه تا نیروی لیفت بیشتری تولید بشه. برای مورد دوم هم روی دم، جزئی به نامِ الویتور قرار داده شده که باز هم کنترلش به دستِ خلبانه و استفاده از اون باعث می شه که دماغه ی هواپیما بالا بیاد. حالا اینکه این اهرمی که شما گفتید مربوط به کدومشونه رو نمی دونم. برای اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی تاثیر فلپ و الویتور روی هواپیما، می تونید به درسِ دیگه ای از درسنامه ی آیرودینامیک به نامِ اجزای آیرودینامیکی هواپیما(۱) و (۲) مراجعه کنید.

      پاسخ
  • پینگ‌بک: ارائه ی پرنده ای که صنعت هوایی را متحول خواهد کرد + عکس | هوافضای جوان

  • ۲۰ مرداد ۱۳۹۵ در ۱۰:۳۷ ق.ظ
    پیوند یکتا

    چرا سرعت جریان در بالای ایرفویل بیشتره؟

    پاسخ
    • ۲۱ مرداد ۱۳۹۵ در ۲:۳۸ ب.ظ
      پیوند یکتا

      وقتی ایرفویل حرکت می کنه هوا در انتهای اون دچار چرخش می شه. (شکل چهار این لینک رو ببینید:http://web.mit.edu/2.972/www/reports/airfoil/airfoil.html)
      از طرفی به خاطر اینکه قوانین بقا(قانون بقای مومنتم زاویه ای که توضیح دادنش از حوصله این کامنت خارجه)هوا باید در خلاف جهت چرخشی که در بالا گفته شد هم بچرخه. این چرخش حول ایرفویل اتفاق می یفته(شکل ۵ لینک بالا). حالا تصور کنید که ایرفویل داره به سمت چپ حرکت می کنه و در نتیجه جهت بردار سرعت هوا به سمت راست خواهد بود. به این ترتیب سرعت جدید هوا در بالای ایرفویل با اون جمع شده و د پایین از اون کم می شه. بنابراین سرعت در بالا بیشتر از پایینه.

      پاسخ
    • ۲۳ مرداد ۱۳۹۵ در ۵:۴۵ ب.ظ
      پیوند یکتا

      خواهش می کنیم:)

      پاسخ
  • ۱۶ آبان ۱۳۹۵ در ۶:۱۷ ب.ظ
    پیوند یکتا

    خیلی خیلی عالی و روان توضیح دادید ممنون از زحمت شما//// خداوند ایشالله مزد زحمت شما رو بده

    پاسخ
    • ۱ دی ۱۳۹۵ در ۵:۲۶ ب.ظ
      پیوند یکتا

      خواهش می کنم:)

      پاسخ
  • ۲۶ آبان ۱۳۹۵ در ۵:۲۶ ب.ظ
    پیوند یکتا

    ممنون از توضیحات خوبتون
    لطفاً اگه امکانش هست همین نیرو رو در موشک بررسی کنید
    فکر میکنم بصورت کلی تفاوت داشته باشه
    نیازمند راهنمایی هستیم 🙂

    پاسخ
    • ۱ دی ۱۳۹۵ در ۵:۳۳ ب.ظ
      پیوند یکتا

      موشک مثل هواپیما بال نداره که لیفت تولید کنه. البته در انتهای موشک چندتا بالک وجود داره که اونها در صورتی که موشک از مسیر خودش منحرف بشه زاویه حمله می گیرند و لیفت تولید می کنند. لیفت تولیدی باعث می شه که گشتاور تولید بشه و موشک به مسیر خودش برگرده. بنابراین در واقع وظیفه این بالک ها کنترل موشک هست. امیدورم توضیحات کافی باشه. اگه باز هم سوالی بود خوشحال می شم پاسخ بدم.

      پاسخ

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا معادله امنیتی را وارد کنید. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.